여기 시스템 시장 크기 및 점유율 분석 - 성장 추세 및 예측 (2025-2032) 분석

여기 시스템 시장 크기와 추세

여기 시스템 시장은 2025년 33억 8,000만 달러로 추정되며 2025년부터 2032년까지 4.3%의 연평균 성장률 (CAGR)로 성장하여 2032년에는 45억 4,000만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.

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여기 시스템 시장은 예측 기간 동안 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 안정적인 전력 공급에 대한 수요 증가와 기존 전력망의 현대화를 위한 투자 증가는 여기 시스템 채택을 이끄는 주요 요인입니다. 또한 재생 에너지의 통합에 대한 강조가 증가함에 따라 간헐적 인 전원으로 전력망을 안정화하는 데 도움이되는 여기 시스템에 대한 수요도 증가하고 있습니다.

여기 시스템 효율성

최신 디지털 정적 여자 시스템은 발전기가 최대 연속 정격에 가깝게 작동할 수 있는 고급 전계 강제 기능을 제공합니다. 이를 통해 발전기 자체에 추가 자본 지출 없이도 발전기 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한 정적 시스템은 부하 의존적 전압 조정 및 과도 안정성 지원을 용이하게 하여 전반적인 발전소 효율성을 높입니다. 브러시리스 여자기 및 완전 제어형 실리콘 다이오드와 같은 기술은 보조 전원에서 발전기 분야로의 전력 전송 효율을 더욱 향상시킵니다. 최첨단 정적 여자 시스템의 전반적인 효율성 향상은 발전기 크기와 부하 조건에 따라 1%에서 3%까지 다양합니다.

수백 대의 발전기를 보유한 유틸리티의 경우 이러한 작은 효율 개선이 막대한 비용 절감으로 이어질 수 있습니다. 연료 비용 절감뿐만 아니라 유지보수 필요성 감소와 부품 수명 연장이라는 측면에서도 마찬가지입니다. 또한 최신 정적 시스템을 사용하면 상태 모니터링 기능을 통합하여 예정된 정전 및 예비 부품 재고를 최적화할 수 있습니다. 유틸리티 업체들은 특히 자산이 수십 년 동안 운영될 것으로 예상되는 점을 고려할 때 여자 시스템 업그레이드에 대한 투자 수익이 비용보다 훨씬 더 크다는 사실을 깨닫고 있습니다. 이는 최종 사용자가 더 새롭고 더 진보된 여자 제어 기술로 지속적으로 업그레이드하도록 유도하는 핵심 요소입니다.

예를 들어, 2020년 11월 ABB는 이과수 강에 있는 거버너 호세 리차 수력발전소의 발전기 4기에 여자 시스템과 속도 조절을 제공하는 계약을 체결했습니다. 이 솔루션은 Copel(Companhia Paranaense de Energia)이 예측 진단을 사용하여 운영 데이터의 가시성을 향상하는 데 도움이 되었습니다.

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유형별로 보면 정적 여자 시스템은 회전 시스템에 비해 다양한 기술적 장점으로 인해 2025년에 69.6%의 가장 높은 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 정적 여자 시스템은 사이리스터 및 트랜지스터와 같은 반도체 장치를 사용하여 발전기에 DC 여자 전류를 공급하므로 회전 여자기에 비해 더 정밀한 전압 조절을 제공합니다. 따라서 정적 여기는 그리드 상호 연결 및 전력 시스템 안정화가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

또한 정적 여기는 브러시, 슬립 링, 회전 다이오드가 필요한 구형 회전 여자기에 비해 더 간단하고 컴팩트하며 가벼운 설계를 제공합니다. 정적 여기 시스템에는 움직이는 부품이 없기 때문에 마모와 파손 문제가 발생하지 않아 신뢰성이 향상됩니다. 또한 정적 여기는 회전식 시스템보다 전압 변화에 훨씬 빠르게 반응합니다. 이러한 빠른 응답 시간 덕분에 정적 시스템은 그리드 주파수를 효과적으로 지원할 수 있으며 태양광 및 풍력과 같은 재생 에너지원을 통합하는 데 필수적인 기술이 될 수 있습니다.

기술 향상으로 정적 여자 시스템의 기능이 계속 확대되고 있습니다. 전력 전자공학의 발전으로 변환 효율은 향상되고 크기와 비용은 감소했습니다. 기존 사이리스터 대신 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 게이트 턴오프 사이리스터(GTO)를 사용하면 더 빠른 응답과 낮은 전력 손실을 제공합니다. 또한 IGBT와 같은 완전 제어형 디바이스를 채택함으로써 필드 전류를 독립적으로 제어하여 고급 전압 레귤레이션 기능을 구현할 수 있습니다. 또한 최신 정적 여기 시스템은 디지털 신호 처리를 활용하여 폐쇄 루프 제어를 개선합니다.

분산 에너지 자원의 역할이 커지고 있는 것은 정적 시스템의 핵심 동인입니다. 빠른 응답, 작은 크기, 유연한 제어, 배출량 감소로 마이크로그리드 및 분산형 발전 애플리케이션에서 재생 가능 자원의 간헐성을 지원하는 데 적합합니다. 청정 발전을 위한 정부의 인센티브와 규제 의무도 정적 여기 기술에 대한 투자를 촉진하고 있습니다. 지속적인 기술 개선으로 기능이 확장됨에 따라 정적 여자 시스템은 여자 시스템 시장에서 지배적인 점유율을 차지할 것으로 보입니다.

컨트롤러 유형별 - 여기 시스템의 혁신을 주도하는 디지털 컨트롤러

컨트롤러 유형별로 보면 디지털 컨트롤러는 디지털 기술 발전으로 인한 우수한 성능으로 인해 2025년 시장 점유율의 75.2%를 차지할 것으로 예상됩니다. 디지털 여기는 아날로그 메커니즘에 비해 더 빠르고 유연한 제어를 제공합니다. 디지털 전압 레귤레이터는 기존의 전자 부품이 아닌 마이크로프로세서를 통해 여기 신호를 처리합니다. 따라서 하드웨어에 제한되지 않고 소프트웨어로 정의되는 보다 정교한 폐쇄 루프 전압 조정 알고리즘을 구현할 수 있습니다.

디지털 컨트롤러는 초당 1,000회 이상의 샘플링 속도를 제공하는 반면, 아날로그 시스템의 경우 10~30회 정도에 불과합니다. 고속 처리로 전력망의 전압 변동에 신속하고 정확하게 대응할 수 있습니다. 또한 디지털 레귤레이터는 자동 전압 조정, 전력 시스템 안정기, 부하 공유, 전력 진동 감쇠 등 아날로그 설계로는 어렵거나 불가능한 고급 기능을 통합할 수 있습니다. 이러한 확장된 기능은 최신 상호 연결된 그리드에서 여러 발전 장치 간에 필요한 복잡한 조정을 지원합니다.

디지털 제어의 프로그래밍 가능한 특성은 여기 제품 설계의 혁신에도 박차를 가하고 있습니다. 소프트웨어 구성을 통해 다양한 발전기/터빈 OEM 사양에 맞게 조정 전략을 조정할 수 있을 뿐만 아니라 기존 장치를 개조할 수도 있습니다. 소프트웨어 업데이트를 통해 디지털 시스템은 하드웨어 변경 없이도 수명 기간 동안 새로운 기능을 추가할 수 있습니다. 반면 아날로그 컨트롤러는 성능 업그레이드를 위해 많은 비용이 드는 재설계 프로세스를 거쳐야 합니다. 제조업체는 지속적인 디지털 전자기기 확장을 활용하여 표준화된 디지털 설계를 통해 여기 시스템을 더 작고, 더 안정적이며, 더 저렴하게 만들고 있습니다.

전반적으로 유연성, 확장성, 미래 보장성이 뛰어난 디지털 여기는 전력 산업의 디지털 혁신에 부합하는 유리한 위치에 있습니다. 유틸리티와 독립 전력 생산자 모두 더 스마트하고 분산된 그리드 운영의 진화하는 요구를 지원하기 위해 디지털 여기를 더 빠른 속도로 채택할 가능성이 높습니다. 이러한 디지털 컨트롤러의 장점은 여자 시스템 부문에서 디지털 컨트롤러의 지배력이 커지고 있는 배경입니다.

애플리케이션별 - 동기식 발전기가 규모와 효율성으로 인해 애플리케이션 부문을 주도합니다.

여자 시스템 애플리케이션 중 동기식 발전기는 2025년에 68.9%의 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 동기식 발전기는 막대한 규모와 높은 효율성으로 인해 전 세계적으로 중앙 집중식 유틸리티 규모 및 산업 발전의 주력으로 자리 잡고 있습니다. 거의 모든 대형 화력 및 수력 발전소는 원동기의 토크를 전력으로 변환하기 위해 동기식 기계에 의존합니다.

수십에서 수백 메가와트에 이르는 대형 유틸리티 발전기의 특성상 다양한 부하에서 동기 속도를 유지하기 위해 높은 여자 전력 수요가 발생합니다. 동기식 발전기가 전력 시스템 주파수와 동기화하여 부드러운 정현파 전압 파형을 생성하려면 적절한 필드 여기가 중요합니다. 이를 통해 송전 및 배전 네트워크 전반에서 그리드 안정성과 전력 품질을 보장할 수 있습니다.

또한 동기식 발전기는 고정자 자기장과 회전자 사이의 슬립이 없는 동기식 작동으로 최대 99%의 효율을 달성할 수 있습니다. 유틸리티 규모에서 동기식 발전기의 막대한 전력 용량이나 변환 효율을 따라잡을 수 있는 전기 기계는 없습니다. 또한 견고한 고강도 구조로 40년 이상의 긴 작동 수명을 제공합니다. 그 어떤 발전 기술도 한 세기가 넘는 기간 동안 전 세계의 대량 전력 공급을 이렇게 포괄적으로 지배하지 못했습니다.

재생 에너지 통합 및 분산 발전과 같은 애플리케이션에서 다른 모터/발전기 유형을 채택하고 있지만, 기존 중앙 집중식 동기식 발전기의 보편성과 막대한 용량은 여자 애플리케이션 부문에서 우위를 유지할 것입니다. 장기적으로 발전 믹스가 다양화되더라도 동기식 기계는 향후 수십 년 동안 기저부하 전력 시스템을 정의하는 기저부하, 중간 및 피크 발전소에서 중추적인 역할을 할 것으로 예상됩니다. 따라서 동기 여기는 이 여자 시스템 시장에서 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다.

지역 통찰력

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여기 시스템 시장은 2025년 아시아 태평양 지역이 시장 점유율과 성장률 모두에서 우위를 점할 것으로 예상되는 등 상당한 성장세를 보일 것으로 전망됩니다. 아시아 태평양 지역은 36.7%의 가장 큰 시장 점유율을 차지하며 글로벌 시장을 주도할 것으로 보입니다. 이 지역의 시장 성장은 중국, 인도, 일본과 같은 국가의 급속한 산업화, 발전 용량 확대, 재생 에너지 프로젝트에 대한 투자 증가에 힘입어 이루어지고 있습니다. 이러한 우위는 노후화된 전력 인프라를 업그레이드하고 전력망 신뢰성을 향상시키기 위한 정부 이니셔티브에 의해 더욱 강화되고 있습니다.

또한 이 지역은 2025년에 6.3%의 가장 높은 연평균 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 예상됩니다. 이러한 놀라운 성장률은 도시화와 인구 급증으로 인한 전력 수요의 급증과 제조 활동의 대폭적인 증가에 기인합니다. 기술 발전과 스마트 그리드 기술의 도입도 이러한 성장 가속화에 기여하는 주요 요인입니다. 효율적이고 안정적인 전력 공급에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 아시아 태평양 지역은 여자 시스템 시장에서 선도적인 위치를 유지하며 글로벌 에너지 환경에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.

중동과 아프리카는 GCC 철도, 동아프리카 철도 마스터 플랜, 아프리카 횡단 고속도로와 같은 지역 개발 프로그램에 따라 진행 중인 철도 현대화 및 신규 노선 프로젝트에 힘입어 매력적인 전망을 제시합니다. 이집트 외에도 사우디아라비아, 아랍에미리트, 에티오피아 등 지역 연결성 강화를 목표로 하는 대형 프로젝트를 진행 중인 국가들이 있습니다. 현재는 수입을 통해 수요를 충족하고 있지만, 기술이전 파트너십을 통해 현지 부품 제조가 주목받고 있습니다. 이는 글로벌 기업들이 다양한 교통 상황의 틈새 요구 사항을 충족하고 애프터서비스 및 서비스를 확장할 수 있는 기회를 제공합니다. 나머지 아시아 태평양 지역과 라틴 아메리카의 개발도상국도 각각 고속철도 프로젝트와 산업화로 인해 화물 운송 요구 사항이 증가하면서 잠재력이 높은 시장으로 부상하고 있습니다.

시장 집중도 및 경쟁 환경

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태양광과 풍력 등 간헐적인 재생 에너지원이 증가하면서 기존 발전기와 전력망 운영자에게 새로운 운영 과제가 제기되고 있습니다. 재생 에너지의 가변적이고 때로는 불규칙한 전력 출력은 항상 그리드 안정성을 보장하기 위해 변경 가능한 '파견 가능한' 자원과 즉각적으로 균형을 맞춰야 합니다. 여기서 여기 시스템은 재생 가능 전력 변동을 보상하기 위해 중요한 주파수 및 전압을 지원하는 데 중요한 역할을 합니다.

유틸리티 규모의 태양광 및 풍력 발전소는 이미 전 세계 많은 지역에서 에너지 믹스의 주요 부분을 차지하고 있습니다. 또한 분산형 옥상 태양광 설비가 저압 배전망에 미치는 개별적 및 누적적 영향도 크게 증가하고 있습니다. 이러한 동적 조건에서 그리드 코드 준수 및 전력 품질 규범을 유지하려면 발전기가 무효 전력 및 터미널 전압 용량을 신속하게 조정해야 합니다.

예를 들어, 2020년 3월에 전기 모터 제조업체인 Nidec Leroy-Somer는 TAL 0473을 출시했습니다. TAL 0473은 50Hz에서 400kVA~660kVA의 공칭 전력을 제공합니다(60Hz에서 495kVA~825kVA). 이 교류 발전기에는 SHUNT 여기 시스템과 R150 레귤레이터가 표준으로 장착되어 있습니다.

애널리스트의 주요 시사점:

여자 시스템 시장은 향후 몇 년 동안 크게 성장할 것으로 예상됩니다. 여러 지역에서 노후화된 전력망 업그레이드에 대한 투자가 증가함에 따라 여기 시스템에 대한 수요가 증가할 것입니다. 또한 전력망에 연결된 재생 가능 발전소의 설치가 증가함에 따라 여기 시스템 공급업체에게 기회가 창출될 것으로 예상됩니다. 그러나 원자재 가격의 변동성은 여전히 제조업체의 우려 사항입니다.

북미는 현재 시장을 지배하고 있으며 미국의 그리드 현대화 프로그램과 기존 시스템 교체에 힘입어 앞으로도 선두를 유지할 것으로 예상됩니다. 유럽 역시 기후 변화 목표 달성을 위한 투자에 힘입어 주요 지역으로 부상하고 있습니다. 한편 아시아 태평양 지역은 중국, 인도 및 아세안 국가들의 에너지 수요 증가에 힘입어 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

기술 측면에서는 정적 여기 시스템이 신뢰성과 효율성으로 인해 브러시리스 및 브러시형 시스템을 크게 앞질렀습니다. 유지보수 친화적인 설계로 인해 유틸리티 규모의 발전 및 배전 수준에서 설치가 더욱 증가했습니다. 동시에 동기식 콘덴서 여기 시스템은 간헐적인 재생 에너지로 인해 불안정한 전력망의 전압을 조절하기 위해 주목받고 있습니다.

오리지널 장비 제조업체는 입지를 공고히 하려는 반면, 부품 공급업체는 새로운 지역과 애플리케이션에 접근하기 위해 파트너십과 합병을 모색해야 합니다. 전반적으로 발전 포트폴리오의 분산화가 증가함에 따라 공급업체는 맞춤형 분산 여기 솔루션을 설계할 수 있는 유망한 기회가 열리고 있습니다.

시장 과제: 비용 상승, 기술 노후화, 진화하는 요구 사항

제조업체는 글로벌 공급망 문제 속에서 원자재 비용 상승에 맞서야 합니다. 고객들은 점점 더 효율적이고 친환경적인 솔루션을 찾고 있습니다. 또한 구형 시스템의 노후화로 인한 기술 변화도 도전 과제입니다. 가격과 성능 사이의 균형을 맞추는 것은 어려운 일입니다. 또한 자동차, 해양, 재생 에너지와 같은 애플리케이션 영역에 따라 수요가 변동합니다. 발전하는 전력망 인프라와 간헐적인 재생 에너지원은 또 다른 도전 과제입니다.

시장 기회: 여기 시스템에 대한 수요를 주도하는 청정 에너지로의 전환

청정 에너지로의 지속적인 전환은 재생 에너지의 통합을 지원하는 여자 시스템에 대한 수요 증가를 의미합니다. 전기 자동차의 성장과 더 스마트한 그리드 네트워크에 대한 투자가 기회를 촉진할 것입니다. 전력 전자, IoT, 디지털 제어의 발전으로 더욱 혁신적인 제품 설계가 가능해졌습니다. 산업 전반에 걸친 파트너십은 새로운 애플리케이션 요구 사항을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 철도 및 해상 운송 인프라에 대한 투자 증가도 시장이 더욱 성장할 수 있는 기회를 보여줍니다.

시장 보고서 범위

시장 세분화

• 유형별 인사이트(매출, 미화 10억 달러, 2020~2032년)
  • Static
  • Rotational
• 컨트롤러 유형별 인사이트(매출, USD Bn, 2020 - 2032년)
  • 아날로그
  • 디지털
• 애플리케이션 인사이트(매출, USD Bn, 2020 - 2032년)
  • 동기식 발전기
  • 동기 모터
• 지역별 인사이트(매출, USD Bn, 2020 - 2032년)
  • 북미
    • 미국
    • 캐나다
  • 라틴 아메리카
    • 브라질
    • 아르헨티나
    • 멕시코
    • 기타 라틴 아메리카
  • 유럽
    • 독일
    • 영국
    • 스페인
    • 프랑스
    • 이탈리아
    • 러시아
    • 기타 유럽
  • 아시아 태평양
    • 중국
    • 인도
    • 일본
    • 호주
    • 대한민국
    • ASEAN
    • 기타 아시아 태평양 지역
  • 중동 및 아프리카
    • 남아프리카 공화국
    • GCC 국가
    • 이스라엘
    • 기타 중동 및 아프리카
• 주요 기업 인사이트
  • ABB
  • 지멘스 에너지
  • 제너럴 일렉트릭
  • 안드리츠 그룹
  • 보이스 그룹
  • 니덱 코퍼레이션
  • 콘카 그룹
  • Emerson
  • 멜로즈 인더스트리 PLC
  • 미쓰비시 전기 주식회사
  • WEG
  • Tenel S.R.O
  • Basler Electric
  • 오토메이션 일렉트로닉스 인도
  • Amtech Power Ltd.
  • Reivax
  • Veo Oy
  • L & S Electric
  • 플루톤 그룹
  • NR Electric Co. Ltd
  • Birr Machines
  • SVEA Power
  • 여기 및 엔지니어링 서비스 회사
  • 넬룸보 아이코나 컨트롤즈 주식회사
  • F&S PROZESSAUTOMATION GmbH